Können wir aus dem von LIGO beobachteten „Zwitschern“ Rückschlüsse auf die innere Struktur von Schwarzen Löchern ziehen?

Gibt es irgendwelche Implikationen über die interne Struktur eines Schwarzen Lochs, die wir basierend auf dem ausgegebenen Chirp machen können ? Zum Beispiel, dass ein Schwarzes Loch tatsächlich eine Singularität enthält oder nicht, anstatt eine superdichte Form von Materie/Energie, über die wir aufgrund des Ereignishorizonts und des Informationsparadoxons nichts entdecken können?

Ich glaube nicht, dass Sie mit den Ergebnissen des LIGO-Experiments sogar beweisen können, dass Schwarze Löcher existieren, also glaube ich nicht, dass Sie aus solchen Ergebnissen viel über ihre Struktur sagen können.
und dies ist ein Duplikat von 20 Fragen nur für die letzten 2 Wochen.
Ich habe nachgesehen und ähnliche Fragen gesehen, aber nichts, was eher nach den Implikationen der Daten als nach derzeit verstandenen Theorien gefragt hat.
@rmhleo ja kannst du. Das Zirpen stimmte mit den Ergebnissen der Verschmelzung von Schwarzen Löchern mit 5 überein σ . Wenn das nicht erneut die Existenz von BHs beweisen würde, weiß ich nicht, was das wäre.
@rmhleo Das LIGO-Ereignis steht im Einklang mit der Gravitationsspirale zweier kompakter Körper. Parameter des Signals geben die Massen der Körper und den Abstand zwischen ihren Massenschwerpunkten an, wenn das Signal von Inspiral auf Ringdown umschaltet. Diese Entfernung stimmt mit Schwarzen Löchern überein und nicht mit anderen theoretisierten Objekten. Abgesehen von dem heiklen Wort „beweisen“ schränkt das Signal unser Verständnis der Welt ein.
@KyleKanos Sie könnten tatsächlich Experimente entwerfen, um zwischen einem kompakten, zeitgedehnten Überrest eines großen Sterns und einem ewigen Schwarzen Loch zu unterscheiden. Niemand ist daran interessiert, ein solches Experiment zu finanzieren, weil wir alle wissen, dass wir ersteres sehen würden. Letzteres ist einfach eine vereinfachte Version, die theoretisch einfacher zu modellieren ist. Und liefert für viele Situationen sehr ähnliche Ergebnisse.

Antworten (2)

Gibt es irgendwelche Implikationen über die interne Struktur eines Schwarzen Lochs, die wir basierend auf dem ausgegebenen Chirp machen können?

Nein. Die Chirp-Daten stimmen mit den Wellen überein, die von der Raumzeit außerhalb zweier verschmelzender Schwarzer Löcher erzeugt werden. Wenn es also zwei Schwarze Löcher gibt, würden wir diese Daten erhalten. Ähnlich, wenn es zwei kompakte und zeitgedehnte Körper gäbe, so dass die Raumzeit außerhalb ihnen sehr, sehr ähnlich der Raumzeit außerhalb eines Schwarzen Lochs wäre, dann würden wir die gleichen Daten erhalten (keine Daten sind perfekt, also wenn der kompakte und zeitgedehnte Körper Wenn wir draußen eine Raumzeit hätten, die ähnlich genug wäre, würden wir buchstäblich die gleichen Daten erhalten).

Zum Beispiel, dass ein Schwarzes Loch tatsächlich eine Singularität enthält oder nicht, anstatt eine superdichte Form von Materie/Energie, über die wir aufgrund des Ereignishorizonts und des Informationsparadoxons nichts entdecken können?

Wellen kommen nicht aus dem Horizont, also erfahren wir nichts über das Innere des Horizonts. Wir erfahren nicht einmal, ob der Horizont ein Inneres hat, geschweige denn, was, wenn überhaupt, im Inneren vor sich gehen könnte. Wir lernen das Äußere kennen.

Wir erfahren, dass das Äußere dem Äußeren eines Schwarzen Lochs ähnlich ist. Die Außenseiten von kompakten Körpern sind also den Außenseiten von Schwarzen Löchern sehr ähnlich (oder möglicherweise identisch) und erzeugen Wellen, wie sie die Außenseiten von Schwarzen Löchern erzeugen.

Ah danke - es war mir nicht in den Sinn gekommen, dass die Wellen außerhalb des Ereignishorizonts erzeugt werden - also immer noch kein Verstoß gegen das Informationsparadoxon. Das scheint meine Frage zu beantworten, danke.
@Alex, aber seien Sie absolut klar, es gibt keine anderen möglichen kompakten Objekte mit einer 30-fachen Sonnenmasse.
@RobJeffries Ein ewiges Schwarzes Loch mit 30 Sonnenmassen und ein kompakter, zeitgedehnter Überrest eines größeren Sterns sind technisch unterschiedliche Objekte. Letzteres existiert und die Raumzeit außerhalb ist der Raumzeit außerhalb des ersteren sehr ähnlich. Und wenn jemand über letzteres spricht, dann meint er das, wenn er von einem astrophysikalischen Schwarzen Loch spricht, selbst wenn er es mit dem ersteren modelliert. Sie sind anders. Aber die Unterschiede sind oft unwichtig.
Ich verstehe etwas falsch. Die beiden Objekte haben 30 Sonnenmassen und eine Umlaufzeit, die auf etwa 1 Sekunde schrumpft, bevor sie verschmelzen. Welche anderen astrophysikalischen Objekte außer schwarzen Löchern können sie sein?
Ok, dein Kommentar zu Kyle erklärt es. Sie sind Schwarze Löcher mit einem anderen Namen.
@RobJeffries Es gibt astrophysikalische Schwarze Löcher und ewige Schwarze Löcher. Die Unterscheidung zwischen den beiden ist kaum jemals wichtig. Wenn Sie also von einem schwarzen Loch sprechen, beziehen Sie sich möglicherweise buchstäblich auf das eine, während Sie das andere verwenden, um Ihre Vorhersagen zu treffen. Sie sind so ähnlich. Der Ewige hat einen Ereignishorizont, und wenn Sie sich die Metrik außerhalb des astrophysikalischen Schwarzen Lochs ansehen, sind das sehr, sehr ähnliche Metriken. Die astrophysikalische hat auch eine Metrik im Inneren. Es ist eine zeitgedehnte Version der kompakt gewordenen astrophysikalischen Dinge. Die zeitliche Entwicklung des Einfallmaterials
@RobJeffries Das astrophysikalische ist das, was wir tatsächlich in der Natur sehen. Sie sehen weiterhin das Material, aus dem es besteht, nur sehr langsam und wirklich rot. Zum Beispiel wird es durch die Emission elektromagnetischer Strahlung immer noch etwas kleiner in der Masse, aber um einen so kleinen Betrag ist es einfacher, es zwischen zwei Hüllen um es herum zu modellieren, als wäre es ein schwarzes Loch (zu nah und Sie stoßen gegen die eigentliche Materie, zu weit weg und es ist immer noch die Metrik des Sterns da draußen, weil er noch nicht genug zusammengebrochen ist) und dazwischen ist die Metrik des ewigen Schwarzen Lochs ziemlich genau.

Gravitationswellen werden außerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs erzeugt.

Hintergrund Einer der Wege, wie LIGO seine Suche nach Gravitationswellen durchführt, ist die Verwendung von Schablonen , damit sie die bekannten Wellenformen, die von binären Schwarzen-Loch-Systemen (oder anderen kompakten Objekten) kommen, mit dem abgleichen, was von der Theorie erwartet wird.

Die Geschichte Nachdem sie die anfänglichen Schätzungen für die Parameter vorgenommen hatten, führten sie eine Supercomputer-Simulation durch (die ziemlich gut zeigt, wo die Gravitationswellen erzeugt werden), um die Ergebnisse zu überprüfen.

Was sie theoretisch ableiten können:

  • Untere Grenze für die Masse des Gravitons
  • Masse der binären Schwarzen Löcher
  • Drehen
  • Zukünftige Beobachtungen: Geschwindigkeit von Gravitationswellen (Lichtgeschwindigkeit, Daumen drücken)
Es gibt andere Dinge, die sie ableiten können, aber ich denke, das sind die wichtigsten für den Moment?
über die Geschwindigkeit von Gravitationswellen, so gut ich es sagen kann (ein bloßer Elektroingenieur, der früher wusste, wie man Antennenarrays konstruiert), dass dieses neueste LIGO-Ergebnis die Wellengeschwindigkeit von Gravitationswellen nur bei etwa einer Obergrenze begrenzen kann 140% C . Wenn sie unter Verwendung der Verzögerung von 7 ms zwischen WA und LA auf die mögliche Richtung am Himmel schließen, aus der die Quelle kam, ging dies davon aus , dass die Wellengeschwindigkeit war C .
@robertbristow-johnson Danke, du hast Recht. Ich habe dort die Geschwindigkeit hinzugefügt, da dies eines ihrer Ziele ist, auch wenn es durch diese Erkennung nicht erreicht wurde.
Ich glaube, um den Sarg bei jeder anderen Wellengeschwindigkeit zuzunageln C , brauchen sie irgendwo auf der Welt einen dritten LIGO-Detektor. oder diese beiden LIGO-Detektoren irgendwie mit dem VIRGO-Detektor in Italien zu integrieren. Ich denke, dann können sie eindeutig auf die Wellengeschwindigkeit und den Einfallswinkel der Wellenfront schließen. Mit zwei Detektoren können sie meiner Meinung nach den einen oder anderen ableiten, aber nicht beide unabhängig voneinander.
Ah richtig, ich glaube nicht, dass sie es aus dem Winkel schließen werden, die Winkelauflösung selbst mit drei Detektoren ist, nehme ich an, wirklich schlecht? Ein paar Möglichkeiten, dies zu umgehen, bestehen darin, EM- und/oder Neutrino-Signale zu verwenden, um bekannte Ereignisse zu erkennen und zu vergleichen. Wie auch immer, ich habe nicht nach den Details gefragt, aber ich habe den Punkt über die Messung der Geschwindigkeit von Gravitationswellen aus einer Präsentation gehört, die von einem der Mitarbeiter von LIGO gehalten wurde.
Otto, wenn man die Ankunftszeit genau bestimmen kann (also alle Detektoren gut synchronisiert sind), kann man einfach aus der Zeitdifferenz und der Kenntnis der Wellengeschwindigkeit eine Kegelform berechnen, die auf mögliche Richtungen der Quelle hinweist. aber Sie müssen die Wellengeschwindigkeit annehmen. Mit 3 Detektoren und denselben Informationen können sie meiner Meinung nach die Wellengeschwindigkeit überprüfen.
Ich stimme allem zu, was Sie gesagt haben. Ich wollte darauf hinweisen, dass es Quellen gibt, die EM-Wellen (die Richtung der Quelle ist leicht aufzulösen), Neutrinos (die Richtung ist schwer aufzulösen) und Gravitationswellen (die Richtung ist schwer aufzulösen) gleichzeitig aussenden. Vielleicht verstehe ich aber auch etwas falsch. Ich nehme an, Sie meinen, es wäre unmöglich, mit Sicherheit zu sagen, dass die Quelle dieselbe ist, selbst wenn die EM-Signatur mit Vorhersagen für dieselbe Quelle übereinstimmt?
Ich bezweifle, dass wir viel von einem Ereignis sehen werden, das 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. aber sicherlich, wenn wir ein spektakuläres Ereignis sehen, das Licht aussendet, und wir gleichzeitig eine Gravitationswellenfront entdecken, dann können wir schlussfolgern, dass die Gravitationswellengeschwindigkeit ist C .
Ich weiß, es mag verrückt erscheinen, aber: ligo.org/science/Publication-S6CBCLowLatency
Können wir aus dem von LIGO beobachteten „Zwitschern“ Rückschlüsse auf die innere Struktur von Schwarzen Löchern ziehen?
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